非组合型

对于Verilog，数组经常会被用来做数据存储，

reg [15:0] RAM [0 : 4095] ; //memory array

SV将Verilog这种声明数组的方式称之为非组合型声明，数组中的成员之间存储数据都是互相独立的。Sv保留了非组合型的数组声明方式，拓展了允许的类型。包括event,logic，bit，byte，int，longint，shortreal和real类型。

SV也保留了Verilog索引非组合型数组或者数组片段的能力，这种方式为数组以及数组片段的拷贝带来了方便。

声明数组的方式，以下两种皆可

logic [31:0] data [1024];
logic [31:0] data [0 :1023];

组合型

sv将verilog的向量作为组合类型数组声明方式。

wire [3:0] select;// 4-bit "packed array"

SV也进—步允许多维组合型数组的声明。

wire [ 3:0 ][ 7:0 ] data;//packed array

也可以用来定义结构体的存储方式。

typedef struct packed {
logic [ 7:0]crc;
logic [ 63:0]data;
}data word;
data word [7:0] darray; // 1-D packed array

添加packed可以实现连续存放。组合型的数组和其数组片段可以用来拷贝和赋值。

初始化

组合型的数组的初始化，同向量初始化一致；

logic [3:0][7:0] a = 32'h0;
logic [3:0][7:0] b = {16'hz,16'h0}; 
logic [3:0][7:0] c = {16{2'b01} };

非组合型数组初始化时，需要通过‘{}对数组每个维度进行赋值。

int d [0:1][0:3] = '{'{7,3,0,5}, '{ 2,0，1,6}};

赋值

非组合型数组在初始化时，也可以类似结构体初始化，可以通过’{}和default关键字进行初始化。

非组合型数组的数据成员或者数组本身均可以为其赋值：

byte a [o:3][0:3];
a[1][0]= 8' h5;// assign to one element

以下是组合型数组的赋值方法：

拷贝

对于组合型数组，由于数组会被视为向量，因此当赋值左右两侧操作时大小为度不一致时，也可以做赋值。如果当尺寸不相同时，则会通过截取或者扩展右侧操作数的方式来对左侧操作数赋值。

非组合数组，发生数组间拷贝时，要求左右两侧操作数维度和大小必须严格一致。对于非组合数组无法直接赋值给组合型数组，组合型数组也无法直接赋值给非组合数组。

foreach

sv添加foreach循环来对一位或者多位数组进行循环索引，而不需要指定该数组的维度大小。foreach循环结构中的变量无需声明，变量时只读的，作用域只在此循环结构中。

int sum [1:8][1:3] ;
foreach (sum[i,j])
sum[i][j]= i +j;//initialize array

系统函数

sv中提供一些系统函数方便对数组进行操作。

• $dimensions(array_name)：用来返回数组的维度。
• $left(arra{y}_{n}ame,dimension)：返回指定维度的最左索引值(msb)。类似的，还有${right, low, high}(array_name, dimension)。
• $size(array_name, dimension)：可以返回指定维度的尺寸大小。
• $increment(array_name, dimension)：如果指定维度的最左索引值大于或等于最右索引值，那么返回1，否则返回-1。
• $bits(expression)：可以用来返回数组存储的比特数。

动态数组

动态数组是个非组合数组。

SystemVerilog 提供了动态数组类型，可以在仿真时分配空间或调整宽度，这样在仿真中就可以使用最小的存储量。动态数组在声明时使用空的下标[]。这意味着数组的宽度不在编译时给出，而在程序运行时再指定。

数组在最开始时是空的,所以你必须调用new[]操作符来分配空间,同时在方括号中传递数组宽度。可以把数组名传给new[]构造符，并把已有数组的值复制到新数组里。

int dyn[],d2[];  //声明动态数组
initial begin
	dyn=new[5];//分配5个元素
	foreach (dyn[j]) dyn[j]=j;//对元素进行初始化
	d2= dyn; //复制一个动态数组
	d2[o]=5; //修改复制值
end

内建方法size()可以返回动态数组的大小。内建方法delete()可以清空动态数组，使其尺寸变为0。动态数组在声明时也可以完成其初始化

队列

SystemVerilog引进了一种新的数据类型—队列，它结合了链表和数组的优点。队列与链表相似，可以在一个队列中的任何地方增加或删除元素，这类操作在性能上的损失比动态数组小得多，因为动态数组需要分配新的数组并复制所有元素的值。队列与数组相似，可以通过索引实现对任元素的访问，而不需要像链表那样去遍历目标元素之前的所有元素。

队列是个组合数组。sv引入了队列类型，它结合了数组和链表的特点。可以在队列的任何位置添加或者删除数据成员。可以通过索引来访问队列的任何一个成员。通过[$]来声明队列，队列的索引值从0到$。

可以通过内建方法push_back(val)、push_front(val)、pop_back()和pop_front()来顺序添加或者移除并且获得数据成员。insert(pos, val)来在指定位置插入数据成员。delete()来删除所有数据成员。

关联数组

如果想要在仿真时创建一个大的数组，也许动态数组是一个选择,不过有的时候，我们并不需要那么大的一个数组。由于处理器在访问存储时的访问的随机或者散乱的，这意味在一个测试中，处理器也许只会访问几百个存储地址，而剩下大多数的地址都将被初始化为0并且浪费了仿真时的存储空间。

关联数组可以用来存放散列的数据成员。类似python的字典。散列的索引类型除了为整形以外还可以为字符串或者其它类型，而散列存储的数据成员也可以为任意类型。

不定长的能用内建方法size（）。

数组操作

缩减方法

基本的数组缩减方法是把一个数组缩减成一个值。最常用的缩减方法是sum，它对数组中的所有元素求和。其它的数组缩减方法还有product(积)，and(与)，or(或)和xor(异或)。

定位方法

对于非合并数组，可以使用数组定位方法，其返回值将是一个队列而非一个数据成员。使用foreach也可以实现数组的搜索，不过使用find…with则在查找满足条件的数据成员时，更为方便。

排序方法

可以通过排序方法改变数组中元素的顺序，可以对它们进行正向、逆向或者乱序的排列。

References

1. 路科验证西电课程PPT
2. 《SystemVerilog验证-测试平台编写指南》